平膜压电谐振式结冰传感器信号检测方法

通过对平膜压电谐振式结冰传感器的几种测量方案的分析，提出一种开环扫频的信号检测方法。采用C8051F系列单片机作为传感器的激励和测量的主要控制单元，能以较快的速度和较高的精度测得传感器谐振频率，从而得到冰层厚度的检测信息。实验表明该方法可取得良好的效果。     

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器

针对目前煤矿普遍采用的热催化瓦斯探测传感器的检测灵敏度低、环境干扰大的缺陷,设计了基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器。该传感器采用锁相放大器为核心的微弱信号处理电路,通过对一次谐波和二次谐波的实验数据进行数据拟合,实现了对瓦斯气体浓度的实时精确检测。实验结果表明:该传感器能够有效地提取瓦斯浓度变化信息,测量误差小,灵敏度高。     

可识别冰型的光纤结冰传感器

现有结冰传感器没有识别冰型的能力或识别冰型的可靠性偏低。针对这个问题,提出了一种能以较高可靠性识别冰型的光纤结冰传感器。在介绍传感器光学结冰探测原理和分析光路的基础上,设计出了此传感器,并在实验室环境下模拟传感器结冰,通过大量的试验,验证了其结果的有效可靠。最后得出结论:该传感器可用于对物体表面冰型(明冰和霜冰)及结冰厚度进行较高可靠性的识别和定量探测,具有广阔的应用前景。     

基于类洛伦茨系统的微弱信号检测及其电路实现

基于一种类洛伦茨(Lorenz)混沌系统,利用周期微扰的混沌控制方法,应用于微弱信号的检测。首先,构建一个受控的类Lorenz检测系统,通过调节系统两参数可将混沌系统控制可在所期望的周期轨道内。利用李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱及分岔图分析,选择适当的两个参数值,将系统控制在混沌临界状态,当加入混有高斯白噪声的微弱信号时,系统发生相变,由混沌临界状态转变为周期三状态,从而检测出与外加激励信号同频率的微弱正弦信号。此方法不需要利用梅尔尼科夫(Melnikov)方法计算复杂的系统发生相变的激励信号幅值的精确解,实现方法简单易行,MATLAB仿真结果表明该系统可以实现极低的信噪比。在理论和数值分析的基础之上,该文设计了微弱信号检测电路,仿真和实验结果表明,该方法能够有效实现微弱正弦信号的检测。     

锁定放大微弱信号检测仿真与设计研究

为解决商用锁定放大器不便于特定应用背景下微弱信号检测系统的灵活扩展与剪裁,该文分析了正交锁定放大的基本原理,建立了正交锁定放大的MATLAB/SIMULINK数学模型,展示了锁定放大所能达到的性能以及数字信号处理对锁定放大性能的改善效果。给出了正交锁定放大检测装置的硬件设计过程,包括前端信号调理电路、移相电路、相敏检测电路、低通滤波电路、均方值电路及数字显示电路等。仿真表明,在高斯噪声影响下,微弱信号检测可以达到较高的检测精度,且通过滑动平均值滤波算法可以有效提高检测的精度。实验研究表明,在噪声信号峰峰值为10 V情况下,可以将50 m V的有用信号提取出来,且在50 m V以上可以拟合出较好的输入输出线性关系,便于检测装置的标定。     

单片机测量微弱电流信号的设计

为实现高精度微弱电流信号的测量,系统以单片机80C196KB为核心,由硬件系统和软件系统组成。通过对系统的实验数据分析,证明该系统操作人性化,精度高,运行稳定可靠,可广泛用于工农业各领域。     

光纤内窥式微弱信号检测系统开发

针对肿瘤深部的微弱光信号检测问题,设计了一套基于微创光纤探头的内窥式荧光数据采集系统,用于评估光动力疗法治疗肿瘤的疗效。该系统分为光电检测和数据采集两个部分。其中光电检测部分以CR186光电倍增管为核心。数据采集部分基于PCI-6251数据采集卡,以Labview为软件平台,实现数据的实时显示和存储功能。该系统可实时反映肿瘤深部的光强变化,对于在体医疗器械的开发和研究,具有一定的应用价值。     

高精密三通道微弱信号处理电路的设计

微弱信号的处理是智能检测与控制领域的难题,文中针对高精密气体传感器应用场景,设计完成了高精密三通道微弱信号处理电路。该电路主要应用于高精度非分光红外气体浓度检测,能同时进行氢浓度、二氧化碳(或一氧化碳)浓度、二氧化硫浓度的检测;根据应用场合,设计采用LTC1151CSW运放,经过严格的参数计算、逐级精密放大和滤波,设计了三通道微弱信号处理电路,经过仿真测试,电路信噪比高,总谐波失真(THD)为0,选频特性好,具有最佳平坦特性。通过实验测试,将该电路应用在非分光红外低硫检测系统,实现了1 ppm级别的信号检测。     

基于热释电红外传感器微弱信号处理电路的设计与分析

微弱信号处理一直是传感器应用电路中一个棘手的热点问题[1].信号提取的重点则是如何对特定频率的微弱信号实现有效的提取并放大[2-4].文中通过对热释电红外传感器[5-6]探测器出来的信号进行分析,结合设计要求,经过严格的参数计算,对整个信号处理电路进行了合理的分级设计[7],经测试,电路具有良好的选频特性和滤波效果,具有最佳的平坦特性[8],实现了微弱信号的精确放大[9-10].     

Design of a Weak Signal Detecting Circuit in the Infrared Spectrum Absorbed Type Gas Sensor

In the infrared spectrum absorbed type gas concentration sensor,voltage signal obtained from the two-channel thermopile infrared detector TPS2534 is very weak.In order to solve this problem,the authors have established the structure of the sensor and designed weak signal detecting circuit of the sensor based on infrared spectrum absorption principle,differential de-noising principle and weak signal detecting principle.The authors have made experiments using CH4 gas.The results show that the circuit can remove noise effectively and detect weak electrical signal obtained from the detector.     

混沌弱信号检测法在超声检测中的验证

Duffing振子相变对与参考信号频差较小的周期小信号具有敏感性，对白噪声和参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力，将该振子的这种特性应用于检测，称为混沌弱信号检测法。此方法在一些文献中提到，但没有验证过。本文将其应用于超声检测中，并验证了他的正确性。     

一种弱信号检测相关信号的产生方法

为给微弱信号检测中的锁定放大器提供高性能的相关信号源,采用AT89C51单片机直接数字频率合成产生了3路6相相关正弦波信号.在单片机程序中采用同一个长的正弦波数据表,能保证所有的输出信号满足相关性要求.介绍了用Matlab生成这种任意长度的数据表的方法.     

二进离散小波能量谱及其对微弱信号的检测

提出了二进离散小波的能量谱的分析方法 ,给出了实用的计算公式 ,论述了其可行性。导出了二进离散小波的能量频谱与离散信号频谱之间的关系。应用该分析方法有效地检测出了时域微弱奇异信号和频域微弱特征信号。能量时谱使二进离散小波分析得到的时域奇异信号更加突出 ,能量频谱发现了 Fourier分析不能得到的某些能量集中的特征信号。实例验证了该分析方法的优良特性 ,为设备运行状态检测和故障预报提供了一种新的手段。     

小波变换在弱信号检测中的应用研究

介绍了小波变换原理,将小波变换用于弱信号检测并与传统的傅里叶变换方法进行了比较,仿真结果表明,小波变换能有效提高信噪比。     

微弱光电信号检测电路设计

光电信号检测与采集电路的性能优劣,直接关系到粉尘浓度测量系统的准确度和精确度。在分析研究了光电检测基本原理和微弱信号检测影响因素的基础上,针对粉尘浓度测量系统中光信号的特点,通过采用差分式测量结构,提高光电探测器供电电源的稳定度,选用低噪声、响应快的运算放大器等措施,设计了一种噪声低、反应快、简单实用的微弱光信号检测电路,成功应用到了某粉尘浓度测量系统上。     

基于光波导技术的新型飞机结冰探测系统

针对传统光纤式结冰传感器无法对冰和水进行识别的问题,提出了一种新型的光纤式双探头结冰传感器系统.冰水识别探头采用条纹状包层设计,利用包层折射率对光纤传输容量的影响进行冰、水识别.同时,利用冰层对光强的调制作用实现结冰厚度测量.融合双探头的测量结果,即可区分冰与水的厚度特性曲线.最后,利用试制完成的原理样机,在试验平台上分别对冰、水和空气等介质进行了测量试验.结果表明该系统能有效识别冰、水及空气,并具有较高的测量精度.     

基于GMR的二维焊缝检测传感器的设计与实现

简述了基于GMR的二维焊缝检测传感器。为解决焊接加工自动化过程中焊缝的跟踪检测，将GMR焊枪悬浮高度传感器、焊缝检测传感器以及相应的微处理器有机集成，从而使传感器实现小型化智能化，减少对工件检测的死区范围。该传感器与自动焊接机组成的焊缝跟踪系统，焊缝跟踪精度高、响应速度块，减少了焊缝轨迹空间捕捉算法的复杂挫。     

一种基于杜芬振子的微弱信号检测方法

杜芬振子相变对与参考信号频差较小的周期弱信号具有敏感性,对白噪声和参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力。在此基础上结合Labview和Matlab的接口技术提出了一种能在强噪声环境下检测弱信号的方法,该方法具有很好的信噪比,且在超声波弱信号检测得到了验证,具有良好的检测结果。